Szerves kémiai szintézismódszerek 6. Szén-szén többszörös kötések kialakítása: alkinek és kumulének. Periciklusos reakciók Kovács Lajos 1
Bergman-reakció Éndiin antibiotikumok 200 ravasz aktív rész t 1/2 (37 ) = 4.5 ± 1.5 s d = 3.16Å γ 1 I hordozó calicheamicin a DNS 5'-TT szakaszát képes felismerni és hasítani I 50 : 10-7 -10-11 M tumor sejtek ellen d = 3.35Å 2
H H Alkinek el állítása L 1 L 2 Ï Ð L H Î Ñ : + + + Pacetilén el állítása metánból P karbidszintézis < a + 3 6 a 2 + + 465,7 kj/mol < 6,4 millió t (1982) < a 2 + 2 H 2 6 a(h) 2 + 2 H 2-120 kj/mol Palkin metatézis 3
H Alkinek el állítása 2. Két távozócsoportot tartalmazó vegyületekb ı l 1. Br 2, Et 2 2. (Et) 3 H Znl 2 Br Br Et Et NaNH 2 Et Et Et H H (R) (R) H (Me) 2 Me 2 H + 2 Et (R) (R) 2 Et LiAlH 4 (S) (S) Et H Bnl, NaH l H (R) LDA -78 (R) l 4, Ph 3 P (S) Bn H (S) (S) Bn Bn 4
Alkinek el állítása 3. Egy távozócsoportot tartalmazó alkénekb ı l 1. Br 2 2. K t Bu Br LDA -85 4a. A adiot-hodkiewicz-reakció 5
A Glaser-kapcsolás Alkinek el állítása 4. 6
Kumulének el állítása A karbén módszer HBr 3, K t Bu Br Br EtLi -65 EtLi -65 : Br -Br - : 7
Periciklusos reakciók Egyidej vagy közel egyidej ( koncertált ) kötésátrendez dés, amelyben a változó kötések egy gy r mentén helyezkednek el P ikloaddíciók < Diels-Alder-reakciók < 1,3-Dipoláris cikloaddíciók PElektrociklusos reakciók PKeletróp reakciók PSzigmatróp reakciók P Én-reakciók 8
Diels-Alder-reakciók A reakció jellemz ı i P Egy dién és egy alkén (dienofil) között játszódik le ciklohexénszármazék képz ı dése közben P S nagy negatív érték P H rendszerint kicsi P az alkénben található elektronvonzó szubsztituens rendszerint gyorsítja a reakciót P a diénben található elektrontaszító csoport szintén gyorsítja a reakciót P Lewis-savak szintén gyorsítják a reakciót P kinetikus (endo) és termodinamikus (exo) termékek keletkezhetnek tto P. H. Diels (1876-1954), Kurt Alder (1902-1958): megosztott kémiai Nobel-díj, 1950 9
Diels-Alder-reakciók 2. Értelmezés a frontális molekulapályaelmélet segítségével PAz új kötések kialakulása a legalacsonyabb betöltetlen (LUM) és a legmagasabb betöltött (HM) molekulapályák kölcsönhatásával értelmezhetı PA legtöbb esetben ez dién-hm és alkén-lum kölcsönhatást jelent (Z = elektronvonzó szubsztituens) PAz ún. inverz-elektronigényő folyamatokban a dién-lum és alkén-hm kölcsönhatások játszanak szereper (Z = elektrontaszító szubsztituens) PA kinetikus (endo) termék képzı dése másodlagos pályakölcsönhatásokkal értelmezhetı 10
Diels-Alder-reakciók 3. Alkalmazások -78 74% 11
1,3-Dipoláris cikloaddíciók A dipólusok fajtái: 12
A propargil/allenil anion típusú dipólusok fajtái: 1,3-Dipoláris cikloaddíciók 2. PKoncertáltan vagy kettı s gyökök részvételével végbemenı reakciók PJó sztereoszelektivitás érhetı el 13
1,3-Dipoláris cikloaddíciók 3. Alkalmazások 14
1,3-Dipoláris cikloaddíciók 4. Alkalmazások 15
1,3-Dipoláris cikloaddíciók 5. Alkalmazások 16
Elektrociklusos reakciók 17
Én-reakciók n 18
Feladatok 1. F6.1. Hogyan lehet elı vegyületet? állítani az alábbi 19
F6.2. Hogyan megy végbe az alábbi átalakulás? Feladatok 2. 21
F6.3. Hogyan megy végbe az alábbi átalakulás? Feladatok 3. Bu t N Br PhMe Reflux, 4 d Br N Bu t 23
F6.4. Hogyan megy végbe az alábbi átalakulás? Feladatok 4. + H H hν H 3 N, 6h, 97% H H 2 25
Ajánlott olvasmányok P R... Norman, J. M. oxon (1993): Principles of organic synthesis. 3rd ed. Blackie Academic and Professional, London. 811 pages, pp. 270-298. P J. R. Hanson (2002): rganic synthetic methods. Royal Society of hemistry, ambridge. 175 pages. pp. 71-73. P. Willis, M. Wills (1995): rganic synthesis. (Series Ed: S. G. Davies. xford hemistry Primers, 31.) xford University Press, xford. 92 pages. pp. 26, 38. PBergmann-reakció, éndiin antibiotikumok: < http://en.wikipedia.org/wiki/bergman_cyclization < http://www.chem.wisc.edu/areas/organic/studsemin/erwin/bergman_files/v3_document.htm P L. Brandsma, H. D. Verkuijsse (1981): Synthesis of acetylenes, allenes and cumulenes. 1st ed. (Studies in rganic hemistry, 8.) Elsevier, Amsterdam. 276 pages. PPericiklusos reakciók: < http://en.wikipedia.org/wiki/pericyclic_reaction P Diels-Alder-reakciók: < http://en.wikipedia.org/wiki/diels-alder_reaction < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/diels-alder-reaction.shtm P1,3-Dipoláris cikloaddíciók: < http://en.wikipedia.org/wiki/1%23-dipolar_cycloaddition < http://en.wikipedia.org/wiki/azide_alkyne_huisgen_cycloaddition < http://en.wikipedia.org/wiki/diazoalkane_1%23-dipolar_cycloaddition < http://en.wikipedia.org/wiki/zonolysis < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/huisgen-1,3-dipolar-cycloaddition.shtm PElektrociklusos reakciók: < http://en.wikipedia.org/wiki/electrocyclic_reaction P Én-reakciók: < http://en.wikipedia.org/wiki/ene_reaction < http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/alder-ene-reaction.shtm 27